[发明专利]一种分级结构多孔MoO2

说明书

一种分级结构多孔MoO₂光催化剂微球及其制备方法，属于光催化剂微球及其制备方法。本发明的多孔MoO₂光催化剂微球是由多孔的外壳和内部网状多孔的骨架构成；所述的方法以柠檬酸为燃料，仲钼酸铵为原料，水为溶剂，经磁力搅拌配置成混合溶液，然后通过超声喷雾将溶液喷到400～500℃的管式炉中，制备得到分级结构空心多孔MoO₂光催化剂微球。本发明的制备体系具有工艺方法操作简单，原料廉价和经济可行等优点。利用本发明制备的催化剂具有特殊的分级结构，而且还具有空心多孔的形貌特征，粒径细小，分布均匀无团聚，微球直径在0.5～2μm之间，光催化性能良好，亲水性良好，有利于在光催化、水污染处理、锂离子电池、超级电容器、气敏传感器等领域的应用。

技术领域

本发明涉及一种光催化剂微球及其制备方法，特别是一种分级结构多孔MoO2光催化剂微球及其制备方法。

背景技术

光催化氧化技术被认为是解决环境污染问题的最具有应用前景的技术之一。迄今为止，已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以通过光催化氧化而迅速降解。在光催化技术常用的半导体中，MoO2的制备成本相对低廉，且具有较低的晶化和生长温度，易于制备多样形貌和结构，而引起了人们越来越多的关注。但是，MoO2的制备难度较高，在制备过程中极易被氧化成MoO3，降低其纯度，而且MoO2在实际应用中还存在太阳能利用率低和载流子复合率高的难题。目前，为进一步提高光催化性能，主要采用的方法有形貌控制、构建复合体系、掺杂以及助剂表面改性等。

对于传统的半导体氧化物光催化材料，通过对催化剂的形貌尺寸的改性是提高光催化性能的最简单有效的方法。目前，控制MoO2形貌的制备方法有很多，其中，溶液燃烧合成是研究最多应用最广的催化剂制备方法之一。溶液燃烧法属于湿化学合成方法，它利用外部能量诱发反应物发生化学反应，所放出的热量促使反应以燃烧波的形式自动蔓延，具有制备工艺简单、合成温度低、时间短和合成粉体尺寸小等优点。该合成技术主要通过调节燃烧过程的释放热量及其速率来调控合成粉体的物相组成、颗粒尺寸、微观形貌等性能。然而，上述方法因存在制备温度不可控，且制备的催化剂易团聚，重复利用率差，导致溶液燃烧合成的催化剂的光催化性能较差，限制了光催化技术在实际生产中的应用。

因为溶液燃烧合成是靠有机物燃烧放出的热量来维持反应进行的，因此大部分的研究工作都是集中在有机燃料的选择对产物形貌的影响。但是，不管选择何种有机物，最终得到的都是团聚严重的泡沫状氧化物粉末，对产物形貌的影响不大。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种分级结构多孔MoO2光催化剂微球及其制备方法，解决现有溶液燃烧法难以制备MoO2催化剂，温度不可控，易团聚，重复利用率差的问题。

本发明的目的是这样实现的，包括：多孔MoO2光催化剂微球以及多孔MoO2光催化剂微球的制备方法。

所述的多孔MoO2光催化剂微球是由多孔的外壳和内部网状多孔的骨架构成。

所述的多孔MoO2光催化剂微球的直径为0.5～2μm。

所述的多孔MoO2光催化剂微球的内部网状多孔的孔直径为50～200nm。

所述的多孔MoO2光催化剂微球的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、配置溶液：将仲钼酸铵和柠檬酸溶入到水中，磁力搅拌配置成混合溶液；其中水10mL；仲钼酸铵1.5～2.5mmol；柠檬酸1～3mmol；其中，所述的仲钼酸铵的纯度为99.6％；柠檬酸的纯度为分析纯；所述的水为去离子水。

步骤2、将步骤1配置好的混合溶液置入超声雾化器中，通过超声雾化器将混合溶液雾化；雾化的混合溶液通过空气吹入至管式加热炉中，空气携带雾化的混合溶液的流量为20～40mL/h；在管式炉的出口端即得到多孔MoO2光催化剂微球。